div

Divide si todos son múltiplos

PorJosé A. Alonso 4-julio-201426-marzo-2022

Ejercicio. Definir la función

   divideSiTodosMultiplos :: Integral a => a -> [a] -> Maybe [a]

1	divideSiTodosMultiplos :: Integral a => a -> [a] -> Maybe [a]

tal que (divideSiTodosMultiplos x ys) es justo la lista de los cocientes de los elementos de ys entre x si todos son múltiplos de x y Nothing en caso contrario. Por ejemplo,

   divideSiTodosMultiplos 2 [6,10,4]  ==  Just [3,5,2]
   divideSiTodosMultiplos 2 [6,10,5]  ==  Nothing

1 2	divideSiTodosMultiplos 2 [6,10,4] == Just [3,5,2] divideSiTodosMultiplos 2 [6,10,5] == Nothing

Soluciones

-- 1ª definición (por comprensión)
divideSiTodosMultiplos :: Integral a => a -> [a] -> Maybe [a]
divideSiTodosMultiplos x ys
    | todosMultiplos x ys = Just [y `div` x | y <- ys]
    | otherwise           = Nothing

-- (todosMultiplos x ys) se verifica si todos los elementos de ys son
-- múltiplos de x. Por ejemplo,
--    todosMultiplos 2 [6,10,4]  ==  True
--    todosMultiplos 2 [6,10,5]  ==  False
todosMultiplos :: Integral a => a -> [a] -> Bool
todosMultiplos x ys = and [y `mod` x == 0 | y <- ys]

-- 2ª definición (por recursión)
divideSiTodosMultiplos2 :: Integral a => a -> [a] -> Maybe [a]
divideSiTodosMultiplos2 _ [] = Just []
divideSiTodosMultiplos2 x (y:ys)
    | y `mod` x /= 0 = Nothing
    | aux == Nothing  = Nothing
    | otherwise       = Just ((y `div` x) : zs)
    where aux     = divideSiTodosMultiplos2 x ys
          Just zs = aux

-- 1ª definición (por comprensión)

divideSiTodosMultiplos :: Integral a => a -> [a] -> Maybe [a]

divideSiTodosMultiplos x ys

| todosMultiplos x ys = Just [y `div` x | y <- ys]

| otherwise = Nothing

-- (todosMultiplos x ys) se verifica si todos los elementos de ys son

-- múltiplos de x. Por ejemplo,

-- todosMultiplos 2 [6,10,4] == True

-- todosMultiplos 2 [6,10,5] == False

todosMultiplos :: Integral a => a -> [a] -> Bool

todosMultiplos x ys = and [y `mod` x == 0 | y <- ys]

-- 2ª definición (por recursión)

divideSiTodosMultiplos2 :: Integral a => a -> [a] -> Maybe [a]

divideSiTodosMultiplos2 _ [] = Just []

divideSiTodosMultiplos2 x (y:ys)

| y `mod` x /= 0 = Nothing

| aux == Nothing = Nothing

| otherwise = Just ((y `div` x) : zs)

where aux = divideSiTodosMultiplos2 x ys

Just zs = aux

Mayor sucesión del problema 3n+1

PorJosé A. Alonso 20-junio-20141-mayo-2016

Enunciado

-- La sucesión 3n+1 generada por un número entero positivo x es la
-- sucesión generada por el siguiente algoritmo: Se empieza con el
-- número x. Si x es par, se divide entre 2. Si x es impar, se
-- multiplica por 3 y se le suma 1. El  proceso se repite con el número
-- obtenido hasta que se alcanza el valor 1. Por ejemplo, la sucesión de
-- números generadas cuando se empieza en 22 es
--    22 11 34 17 52 26 13 40 20 10 5 16 8 4 2 1
-- Se ha conjeturado (aunque no demostrado) que este algoritmo siempre
-- alcanza el 1 empezando en cualquier entero positivo.
-- 
-- Definir la función
--    mayorLongitud :: Integer -> Integer -> Integer
-- tal que (mayorLongitud i j) es el máximo de las longitudes de las
-- sucesiones 3n+1 para todos los números comprendidos entre i y j,
-- ambos inclusives. Por ejemplo,
--    mayorLongitud   1   10  ==  20
--    mayorLongitud 100  200  ==  125
--    mayorLongitud 201  210  ==  89
--    mayorLongitud 900 1000  ==  174

-- La sucesión 3n+1 generada por un número entero positivo x es la

-- sucesión generada por el siguiente algoritmo: Se empieza con el

-- número x. Si x es par, se divide entre 2. Si x es impar, se

-- multiplica por 3 y se le suma 1. El proceso se repite con el número

-- obtenido hasta que se alcanza el valor 1. Por ejemplo, la sucesión de

-- números generadas cuando se empieza en 22 es

-- 22 11 34 17 52 26 13 40 20 10 5 16 8 4 2 1

-- Se ha conjeturado (aunque no demostrado) que este algoritmo siempre

-- alcanza el 1 empezando en cualquier entero positivo.

-- Definir la función

-- mayorLongitud :: Integer -> Integer -> Integer

-- tal que (mayorLongitud i j) es el máximo de las longitudes de las

-- sucesiones 3n+1 para todos los números comprendidos entre i y j,

-- ambos inclusives. Por ejemplo,

-- mayorLongitud 1 10 == 20

-- mayorLongitud 100 200 == 125

-- mayorLongitud 201 210 == 89

-- mayorLongitud 900 1000 == 174

Soluciones

-- 1ª solución
-- ===========

mayorLongitud1 :: Int -> Int -> Int
mayorLongitud1 i j = maximum [length (sucesion k) | k <- [i..j]]

-- (sucesion n) es la sucesión 3n+1 generada por n. Por ejemplo, 
--    sucesion 22  ==  [22,11,34,17,52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1]
sucesion :: Int -> [Int]
sucesion 1 = [1]
sucesion n | even n    = n : sucesion (n `div` 2)
           | otherwise = n : sucesion (3*n+1)

-- 2ª solución
-- ===========

mayorLongitud2 :: Int -> Int -> Int
mayorLongitud2 i j = maximum [longitud k | k <- [i..j]]

-- (longitud n) es la longitud de la sucesión 3n+1 generada por n. Por
-- ejemplo, 
--    longitud 22  ==  16
longitud :: Int -> Int
longitud 1 = 1
longitud n | even n    = 1 + longitud (n `div` 2)
           | otherwise = 1 + longitud (3*n+1)

-- 3ª solución (con iterate)
-- =========================

mayorLongitud3 :: Int -> Int -> Int
mayorLongitud3 i j = maximum [length (sucesion2 k) | k <- [i..j]]

-- (sucesion2 n) es la sucesión 3n+1 generada por n. Por ejemplo, 
--    sucesion2 22  ==  [22,11,34,17,52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1]
sucesion2 :: Int -> [Int]
sucesion2 n = takeWhile (/=1) (iterate f n) ++ [1]
    where f x | even x    = x `div` 2
              | otherwise = 3*x+1

-- 1ª solución

-- ===========

mayorLongitud1 :: Int -> Int -> Int

mayorLongitud1 i j = maximum [length (sucesion k) | k <- [i..j]]

-- (sucesion n) es la sucesión 3n+1 generada por n. Por ejemplo,

-- sucesion 22 == [22,11,34,17,52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1]

sucesion :: Int -> [Int]

sucesion 1 = [1]

sucesion n | even n = n : sucesion (n `div` 2)

| otherwise = n : sucesion (3*n+1)

-- 2ª solución

-- ===========

mayorLongitud2 :: Int -> Int -> Int

mayorLongitud2 i j = maximum [longitud k | k <- [i..j]]

-- (longitud n) es la longitud de la sucesión 3n+1 generada por n. Por

-- ejemplo,

-- longitud 22 == 16

longitud :: Int -> Int

longitud 1 = 1

longitud n | even n = 1 + longitud (n `div` 2)

| otherwise = 1 + longitud (3*n+1)

-- 3ª solución (con iterate)

-- =========================

mayorLongitud3 :: Int -> Int -> Int

mayorLongitud3 i j = maximum [length (sucesion2 k) | k <- [i..j]]

-- (sucesion2 n) es la sucesión 3n+1 generada por n. Por ejemplo,

-- sucesion2 22 == [22,11,34,17,52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1]

sucesion2 :: Int -> [Int]

sucesion2 n = takeWhile (/=1) (iterate f n) ++ [1]

where f x | even x = x `div` 2

| otherwise = 3*x+1

Referencia

El ejercicio está basado en The 3n + 1 problem de UVa Online Judge.

Divide si todos son múltiplos

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